浅谈铁路桥梁预偏心

浅谈铁路桥梁预偏心

张法岩

河北建设集团股份有限公司，河北 保定 071000

摘要：我国道路交通事业的迅速发展已经达到了赶超发达国家的程度，随着我国经济的快速发展，城际铁路也全面建设，这对我国桥梁施工技术有了更高的要求和挑战，铁路曲线桥梁是具有复杂力学性能的空间结构体系，为保证曲线桥梁的安全性，一般会采用合适的预偏心方法，所以在测量计算坐标数据上，需要考虑到横向预偏心以及纵向预偏心，本文结合石家庄至衡水至沧州至黄骅港城际铁路项目简要讲述了横向预偏心与纵向预偏的设置原因和偏移距E的计算过程，并结合图纸简述了在计算坐标过程中的一些步骤与注意事项。

关键词：铁路 曲线 预偏心

1、概述

跨南排河大桥为双线桥，101#-122#墩位于一个R=4500m的曲线上，在曲线上的简支梁的布置方式为平分中矢法布置，以左线为线路的中线，相邻两跨简支梁的中心线交点位于梁缝的纵向中心线上面，桥墩的中心是梁的横向中点。对于等跨桥墩，桥墩中心即该两交点连线的中点；对于不等跨桥墩，桥墩中心应另考虑纵向预偏心的影响。

2、纵向预偏心

纵向预偏心是因为桥墩两侧梁的跨度不同，因为跨度不同，所以两侧梁体的结构也不同，相对的支座大小也不同，位于大跨度的一侧所占桥墩纵向长度也要更大，梁缝中心与桥墩中心也就不重合，一般情况桥墩的中心线会偏向大跨径方向。

3、横向预偏心

采用横向预偏心桥墩的目的是设在曲线上的简支梁，每孔梁仍然是直的，于是各孔梁中线的连线就成了折现，为了适应梁上曲线线路的需要，需将简支梁向曲线外侧移动一段距离，当列车通过铁路桥梁时，列车要产生一定的离心力，外侧梁受到的力必然大，为了使两片梁受力较为均衡，在计算坐标时应该继续向曲线外侧偏移一个偏移距E。

为了使得梁的受力均衡，正确的梁的布置方式是将梁向曲线的外侧移动一段距离。一般有一下两种布置方法：

平分中矢布置：在跨中处，梁的中线平分f，梁中线与线路中线偏距f=2f1，在桥墩处，梁的中线与线路中线f=2E,特点是内外两片梁的偏距相同f=2E=2f1

切线布置：在跨中处，梁的中线与线路相切，偏距f1等于0，在桥墩的处，梁中心与线路中心偏距为f=E。

在实际的施工中，对曲线上梁的布置方式，依据图纸为准。

图二

曲线桥的墩位中心不在线路中线上，偏距E的计算方式如下：需要先确定梁的布置是切线布置还是平分中矢布置，计算公式也就不同，本桥采用平分中矢布置：

1. 圆曲线：切线布置 E=L1*L1/(8*R1)，

平分中矢布置 E=L1*L1/(16*R1)

2. 缓和曲线：切线布置 E=L1*L1*T1/(8*R1*l1)

平分中矢布置：E=L1*L1*T1/(16*R1*l1)

其中：R1-圆曲线半径，

L1-交点距

l1- 缓和曲线长，

T1-计算点至ZH（HZ）的距离。

表一

101#-107#号墩在缓和曲线上，108#-122#在圆曲线上，以101#号墩与108号墩为例。

101号墩：E=F/2=L*L*t*/(16*R*l)

=32.72*32.72*（180907.285-181067.44）*100/(16*4500*380)=0.626cm≈1

计算偏距E=1,与设计值相同

108号墩： E=L*L/(16*R)=32.72*32.72*100/（16*4500）=1.4cm≈1

计算偏距E=1,与设计值相同

注：

（1）铁路单线桥曲线半径大于等于2000米时，在曲线上的桥墩可不设横向预偏心，但需要设置外矢距，就是像曲线外侧偏移一个偏距E后为桥墩中心。

（2）铁路单线桥曲线半径小于2000米时，在曲线上的桥墩设横向预偏心、外矢距，就是像曲线外侧偏移一个偏距E和预偏心后为桥墩中心。

（3）铁路双线曲线桥墩不设置横向预偏心，但设外矢距。

4、预偏心在计算坐标数据中的注意事项

采用道路测设大师软件进行坐标数据计算

（1）首先在软件内进行线路要素计算，输入交点法平曲线计算数据。

（2）如图1在excel上编辑好软件需要导入的数据。输入桥梁名、墩台号、桩号（注：计算带有纵向预偏心的墩桩号时使用墩中心桩号,未涉及纵向预偏心的墩中心桩号与梁缝中心桩号一致，计算垫石时要使用梁缝中心桩号）。

图1

（3）涉及纵向预偏心的墩根据图四给出的梁缝中线里程计算出墩中线里程。

墩中线里程=梁缝中线里程±预偏心值。

（4）在excel中输入墩台中心与轴向（注：涉及到横向预偏心的向曲线外侧偏移一个偏移距E，E是图2曲线布置图中的偏移距E）、结构部位（计算的部位，如：桩基、承台等）、纵向距离（距线路垂线的距离）、横向距离（距线路的距离）。

（5）将excel中数据复制到道路测设大师中，得出坐标数据。

图六

5、结束语

铁路曲线桥的预偏心设置是一个需要重点研究的问题，是一个会影响到我们计算坐标数据准确性的参数，也是我们在实际测量放样过程中需要加以注意的事项，他关系到放样的各部位组成结构的位置关系，城际铁路是一项需要注重高质量、严要求的工程，需要我们秉承认真负责的态度对待，应当严格按设计标准、施工要求去完成，其中施工测量又是尤为重要的，所以我们应当更加细心、谨慎，以上是我对预偏心问题的一些看法和偏心距E的计算过程，以及在计算坐标过程中的一些步骤与注意事项。